二维铁磁kagome晶格中拓扑磁子的研究
发布时间:2021-09-03 21:00
随着微电子器件的集成密度迅速增长,巨大的焦耳热对器件的可靠性和运行速度带来了挑战,同时也带来了极大的能源浪费。磁子是磁性材料中自旋的集体激发–自旋波的能量量子,由于其在能量和信息传递过程中不需要电荷载流子,从而为无耗散的信息科技提供了潜在可能,引起了研究者们的广泛关注。近年来,在铁磁材料中,由于Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用起着矢量势的作用,磁子霍尔效应以及拓扑磁子绝缘体相继被发现。在此工作中,我们利用最近邻海森堡铁磁体模型研究了铁磁kagome二维晶格体系中的磁子平带、磁子拓扑相变以及拓扑手性磁子边界输运等。主要研究内容分别为:(1)在铁磁kagome晶格中,没有DM相互作用存在时顶带是一个平带。我们研究发现,在均匀的铁磁kagome晶格中(自旋交换作用J处处相等),随着DM相互作用的变化,该体系中的其他两个能带都可以被调平。当DM相互作用为±√3J/3和±√3J时,中间能带和底带分别为平带。在一般的DM相互作用下,磁子的能带不再是平带,但是每个磁子能带中,都有勾勒出等能David stars模式的平带线,其形状不随J以及DM相互作用的改变而发生变化。我们...
【文章来源】:南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】:114 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
在平衡态情况下磁子的局域热流与局域态密度分布图
4.4拓扑磁子的手性边界输运南京师范大学博士学位论文图4-37在非平衡态情况下磁子的局域热流与局域态密度分布图。其中红色箭头,蓝色点以及小黑点则分别对应于磁子的局域热流、局域态密度以及晶格的位点。箭头以及点颜色的深浅则代表着局域热流以及局域态密度的值。其中(a)D=0.1J,J1=1.0,J2=1.0,TL=1.2,TR=0.8。(b)D=0.1J,J1=1.0,J2=1.0,TL=0.8,TR=1.2。那么接下来展示在非平衡态情况下,当体系的空间反演对称性破缺没有被打破时,即D=0.1J,J1=1.0,J2=1.0,若有非0的DM相互作用存在时,磁子的手性边界输运的分布。如图4-37所示,图(a)则展示了在体系处在左端高温(TL=1.2)右端低温(TR=0.8),由于在平衡态下磁子的手性热流是沿着晶格的上端流出,下端流入,故当晶格体系左端温度较高时,此时磁子的手性边界热流与局域态密度应主要的分布在晶格的上端,而在晶格的下端则有少许的回流,此时磁子的热流总和为正,即热流恒沿着高温端向低温端输运。另外,当我们将晶格两端的热源温度的大小翻转时,即左端低温(TL=0.8)右端高温(TR=1.2),由于知道热流在晶格的上端是由左向右流,下端是由右向左流,而此时晶格的右端处于高温位置,左端处于低温位置,热流肯定由高温端向低温端移动,故在这种情况下磁子的手性边界热流与局域态密度主要的分布在晶格的下端。-86-
【参考文献】:
期刊论文
[1]Berry phase and topological effects of phonons[J]. Yizhou Liu,Yong Xu,Wenhui Duan. National Science Review. 2018(03)
本文编号:3381850
【文章来源】:南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】:114 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
在平衡态情况下磁子的局域热流与局域态密度分布图
4.4拓扑磁子的手性边界输运南京师范大学博士学位论文图4-37在非平衡态情况下磁子的局域热流与局域态密度分布图。其中红色箭头,蓝色点以及小黑点则分别对应于磁子的局域热流、局域态密度以及晶格的位点。箭头以及点颜色的深浅则代表着局域热流以及局域态密度的值。其中(a)D=0.1J,J1=1.0,J2=1.0,TL=1.2,TR=0.8。(b)D=0.1J,J1=1.0,J2=1.0,TL=0.8,TR=1.2。那么接下来展示在非平衡态情况下,当体系的空间反演对称性破缺没有被打破时,即D=0.1J,J1=1.0,J2=1.0,若有非0的DM相互作用存在时,磁子的手性边界输运的分布。如图4-37所示,图(a)则展示了在体系处在左端高温(TL=1.2)右端低温(TR=0.8),由于在平衡态下磁子的手性热流是沿着晶格的上端流出,下端流入,故当晶格体系左端温度较高时,此时磁子的手性边界热流与局域态密度应主要的分布在晶格的上端,而在晶格的下端则有少许的回流,此时磁子的热流总和为正,即热流恒沿着高温端向低温端输运。另外,当我们将晶格两端的热源温度的大小翻转时,即左端低温(TL=0.8)右端高温(TR=1.2),由于知道热流在晶格的上端是由左向右流,下端是由右向左流,而此时晶格的右端处于高温位置,左端处于低温位置,热流肯定由高温端向低温端移动,故在这种情况下磁子的手性边界热流与局域态密度主要的分布在晶格的下端。-86-
【参考文献】:
期刊论文
[1]Berry phase and topological effects of phonons[J]. Yizhou Liu,Yong Xu,Wenhui Duan. National Science Review. 2018(03)
本文编号:3381850
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